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作者簡介
名人/編輯推薦
目次
商品簡介
CODESYS作為遵循IEC 61131-3國際編程標準、面向工業 4.0應用的軟件開發平臺，提供了一整套功能強大的工業自動化解決方案。
本書是由3S軟件有限公司組織編寫的一本使用指南，涵蓋了最新的CODESYS V3的功能與特性。全書包括9章和若干附錄，分別介紹了IEC 61131-3標準、CODESYS軟件開發平臺的整體框架、IEC編程基礎、IEC 61131-3的5種標準編程語言、與邏輯控制相關的指令系統、PLC應用開發的整個流程、可視化設計、實際工程項目案例、工業現場總線簡介等內容。附錄部分包括指令、標準庫、快捷方式等相關資料，還簡要介紹了CODESYS V3的一些新特性。
本書適合工業自動化設計領域的技術支持人員和工程項目開發、調試、現場設備維護人員參考，同時也可作為大專院校本科生和研究生項目研發時的參考資料。
本書是由3S軟件有限公司組織編寫的一本使用指南，涵蓋了最新的CODESYS V3的功能與特性。全書包括9章和若干附錄，分別介紹了IEC 61131-3標準、CODESYS軟件開發平臺的整體框架、IEC編程基礎、IEC 61131-3的5種標準編程語言、與邏輯控制相關的指令系統、PLC應用開發的整個流程、可視化設計、實際工程項目案例、工業現場總線簡介等內容。附錄部分包括指令、標準庫、快捷方式等相關資料，還簡要介紹了CODESYS V3的一些新特性。
本書適合工業自動化設計領域的技術支持人員和工程項目開發、調試、現場設備維護人員參考，同時也可作為大專院校本科生和研究生項目研發時的參考資料。
作者簡介
馬立新，山東大學和北京工業大學碩士生導師，德國3S軟件有限公司大中華區總裁。他還擔任中國人工智能學會理事、中國機器人產業聯盟副理事長、中國人工智能學會智能產品與產業工委會副主任等社會職務。已出版著作2部，發表論文20多篇。
名人/編輯推薦
這是一本得到CodeSYS認可的指導用書，本書系統地介紹了開放式控制系統的軟件體系結構、編程方法及工程應用案例，使人工智能時代背景下的高校師生和工程技術人員能夠快速學習並掌握開發開放式智能控制系統的相關知識和技能。
目次
目 錄
第 1章 概述 1
1.1 IEC 61131-3標準 1
1.1.1 IEC 61131簡介 1
1.1.2 PLCopen組織概況 2
1.1.3 IEC 61131-3編程語言 3
1.1.4 IEC 61131-3的特點 4
1.2 軟PLC 5
1.2.1 軟PLC控制方案 6
1.2.2 軟PLC的發展方向 8
1.3 CODESYS概述 9
1.3.1 CODESYS自動化解決方案 9
1.3.2 CODESYS實時核 12
1.4 軟件的安裝 14
1.4.1 安裝所需的軟硬件要求 15
1.4.2 安裝及版本管理 15
1.4.3 啟動編程軟件 16
1.4.4 幫助 17
1.4.5 CODESYS開發系統 17
1.5 獲取資料、插件和技術論壇 20
第 2章 CODESYS結構 22
2.1 軟件模型 22
2.1.1 軟件模型簡介 22
2.1.2 軟件模型的特點 24
2.2 設備 24
2.2.1 設備管理 24
2.2.2 設備編輯器 27
2.3 應用 28
2.3.1 任務 29
2.3.2 庫文件 40
2.3.3 全局變量和局部變量 50
2.3.4 訪問路徑 52
2.4 程序組織單元 53
2.4.1 程序組織單元結構 54
2.4.2 函數 56
2.4.3 功能塊 60
2.4.4 程序 66
2.5 應用對象 69
2.5.1 採樣跟蹤 69
2.5.2 持續變量 75
2.5.3 數據單元類型 77
2.5.4 全域網絡變量 78
2.5.5 配方管理器 79
第3章 公共元素及變量 81
3.1 公共元素 81
3.1.1 字符集 81
3.1.2 分界符 82
3.1.3 關鍵字 84
3.1.4 常數 85
3.1.5 句法顏色 89
3.1.6 空格和注釋 89
3.2 變量的表示和聲明 93
3.2.1 變量 93
3.2.2 標識符 93
3.2.3 變量聲明 94
3.3 數據類型 96
3.3.1 標準數據類型 96
3.3.2 標準的擴展數據類型 104
3.3.3 自定義數據類型 113
3.4 變量的類型和初始化 126
3.4.1 變量的類型 126
3.4.2 變量的初始化 128
3.5 變量聲明及字段指令 129
3.5.1 變量匈牙利命名法 129
3.5.2 PRAGMA指令 131
第4章 編程語言 134
4.1 指令表（IL） 135
4.1.1 指令表編程語言簡介 135
4.1.2 連接元素 137
4.1.3 操作指令 140
4.1.4 函數及功能塊 148
4.1.5 應用舉例 150
4.2 梯形圖（LD）/功能塊圖（FBD） 152
4.2.1 梯形圖/功能塊圖編程語言簡介 152
4.2.2 連接元素 155
4.2.3 應用舉例 166
4.3 結構化文本（ST） 169
4.3.1 結構化文本編程語言簡介 169
4.3.2 指令語句 171
4.3.3 應用舉例 186
4.4 順序功能圖（SFC） 191
4.4.1 順序功能圖編程語言簡介 192
4.4.2 SFC的結構 194
4.4.3 應用舉例 206
4.5 連續功能圖（CFC） 208
4.5.1 連續功能圖編程語言結構 208
4.5.2 連接元素 211
4.5.3 CFC的組態 219
4.5.4 應用舉例 220
第5章 指令系統 222
5.1 位邏輯指令 222
5.1.1 基本位邏輯指令 223
5.1.2 置位優先與複位優先觸發器指令 229
5.1.3 邊沿檢測指令 233
5.2 定時器指令 235
5.3 計數器指令 240
5.4 數據處理指令 245
5.4.1 選擇操作指令 245
5.4.2 比較指令 250
5.4.3 移位指令 254
5.5 運算指令 261
5.5.1 賦值指令 261
5.5.2 算術運算指令 261
5.5.3 數學運算指令 266
5.5.4 地址運算指令 272
5.6 數據轉換指令 275
第6章 基礎編程 284
6.1 基本編程操作 284
6.1.1 啟動CODESYS 284
6.1.2 PLC程序文件的建立 286
6.2 通信參數設置 290
6.3 程序下載/讀取 292
6.3.1 編譯 292
6.3.2 登錄及下載 293
6.3.3 在線監視 296
6.4 程序調試 299
6.4.1 複位功能 299
6.4.2 調試工具 301
6.5 仿真 304
6.6 PLC腳本功能 306
6.7 程序隱含檢查功能 308
第7章 可視化界面創建及應用 312
7.1 可視化界面 313
7.2 基本操作 314
7.2.1 創建可視化界面 314
7.2.2 添加工具 315
7.2.3 對齊工具 315
7.2.4 刪除工具 315
7.3 工具 316
7.3.1 基本工具 316
7.3.2 通用控制工具 320
7.3.3 測量控制 331
7.3.4 燈/開關/位圖 336
7.3.5 特殊控制 338
7.3.6 報警管理 344
7.4 完整視圖的建立及編輯 349
第8章 控制系統工程實例 356
8.1 實用工程實例 356
8.1.1 電機正、反轉運行 356
8.1.2 電機Y-D起動控制 363
8.1.3 旋轉分度台正、反轉控制 370
8.1.4 交通燈信號控制程序 378
8.1.5 停車場管理 382
8.2 模擬量閉環控制 385
8.2.1 模擬量閉環控制系統 385
8.2.2 閉環控制的主要性能指標 387
8.2.3 CODESYS的閉環控制功能 387
8.2.4 使用CODESYS實現閉環控制 388
8.2.5 模擬量輸入數據整定 390
8.2.6 模擬量輸出數據整定 393
8.2.7 輸入數據濾波 394
8.3 數字PID控制器 401
8.3.1 PID控制原理 402
8.3.2 標準PID控制器 404
8.3.3 固定採樣頻率的PID控制器 406
8.3.4 PD控制器 407
8.3.5 積分分離控制器 409
8.3.6 帶死區的PID控制器 410
8.3.7 PID參數整定 412
8.3.8 簡易壓緊機的控制實例 413
第9章 工業現場總線技術 422
9.1 通信技術基礎 423
9.1.1 通信系統的結構 423
9.1.2 數據傳輸方式 424
9.1.3 數據傳送介質 429
9.2 串行通信基礎及協議標準 436
9.2.1 基本概述 436
9.2.2 串口通信接口標準 439
9.3 工業現場總線 442
9.3.1 現場總線技術 443
9.3.2 現場總線的特點 444
9.3.3 IEC 61158標準 448
9.3.4 FCS與DCS的基本要點和區別 452
9.3.5 現場總線的發展歷程和發展現狀 454
9.4 工業以太網 457
9.4.1 TCP/IP 458
9.4.2 TCP/IP的工作方式 460
9.4.3 IEEE 802通信標準 463
9.4.4 工業控制網絡的拓撲結構 466
9.5 CANopen通信 472
9.5.1 運行原理 472
9.5.2 CANopen物理層 485
9.5.3 PDO通信示例 488
9.5.4 SDO通信示例 496
9.6 EtherCAT網絡基礎 500
9.6.1 EtherCAT物理層 500
9.6.2 EtherCAT硬件組成 505
9.6.3 EtherCAT運行原理 506
9.6.4 EtherCAT通信模式 516
9.6.5 EtherCAT狀態機 521
9.6.6 EtherCAT伺服驅動器控制應用協議 523
9.6.7 EtherCAT主從站通信配置示例 534
9.7 PROFINET網絡基礎 540
9.7.1 PROFINET物理層 541
9.7.2 PROFINET 546
9.7.3 PROFINET協議架構 549
9.7.4 同步實時通信 554
9.7.5 PROFINET主從站通信配置 559
9.8 EtherNet/IP網絡基礎 566
9.8.1 EtherNet/IP物理層 567
9.8.2 EtherNet/IP運行原理 573
9.8.3 EtherNet/IP網絡性能指標 580
9.8.4 EtherNet/IP通信配置 581
附錄A 指令與快捷鍵 588
附錄B CODESYS V3新特性 596
參考文獻 607
第 1章 概述 1
1.1 IEC 61131-3標準 1
1.1.1 IEC 61131簡介 1
1.1.2 PLCopen組織概況 2
1.1.3 IEC 61131-3編程語言 3
1.1.4 IEC 61131-3的特點 4
1.2 軟PLC 5
1.2.1 軟PLC控制方案 6
1.2.2 軟PLC的發展方向 8
1.3 CODESYS概述 9
1.3.1 CODESYS自動化解決方案 9
1.3.2 CODESYS實時核 12
1.4 軟件的安裝 14
1.4.1 安裝所需的軟硬件要求 15
1.4.2 安裝及版本管理 15
1.4.3 啟動編程軟件 16
1.4.4 幫助 17
1.4.5 CODESYS開發系統 17
1.5 獲取資料、插件和技術論壇 20
第 2章 CODESYS結構 22
2.1 軟件模型 22
2.1.1 軟件模型簡介 22
2.1.2 軟件模型的特點 24
2.2 設備 24
2.2.1 設備管理 24
2.2.2 設備編輯器 27
2.3 應用 28
2.3.1 任務 29
2.3.2 庫文件 40
2.3.3 全局變量和局部變量 50
2.3.4 訪問路徑 52
2.4 程序組織單元 53
2.4.1 程序組織單元結構 54
2.4.2 函數 56
2.4.3 功能塊 60
2.4.4 程序 66
2.5 應用對象 69
2.5.1 採樣跟蹤 69
2.5.2 持續變量 75
2.5.3 數據單元類型 77
2.5.4 全域網絡變量 78
2.5.5 配方管理器 79
第3章 公共元素及變量 81
3.1 公共元素 81
3.1.1 字符集 81
3.1.2 分界符 82
3.1.3 關鍵字 84
3.1.4 常數 85
3.1.5 句法顏色 89
3.1.6 空格和注釋 89
3.2 變量的表示和聲明 93
3.2.1 變量 93
3.2.2 標識符 93
3.2.3 變量聲明 94
3.3 數據類型 96
3.3.1 標準數據類型 96
3.3.2 標準的擴展數據類型 104
3.3.3 自定義數據類型 113
3.4 變量的類型和初始化 126
3.4.1 變量的類型 126
3.4.2 變量的初始化 128
3.5 變量聲明及字段指令 129
3.5.1 變量匈牙利命名法 129
3.5.2 PRAGMA指令 131
第4章 編程語言 134
4.1 指令表（IL） 135
4.1.1 指令表編程語言簡介 135
4.1.2 連接元素 137
4.1.3 操作指令 140
4.1.4 函數及功能塊 148
4.1.5 應用舉例 150
4.2 梯形圖（LD）/功能塊圖（FBD） 152
4.2.1 梯形圖/功能塊圖編程語言簡介 152
4.2.2 連接元素 155
4.2.3 應用舉例 166
4.3 結構化文本（ST） 169
4.3.1 結構化文本編程語言簡介 169
4.3.2 指令語句 171
4.3.3 應用舉例 186
4.4 順序功能圖（SFC） 191
4.4.1 順序功能圖編程語言簡介 192
4.4.2 SFC的結構 194
4.4.3 應用舉例 206
4.5 連續功能圖（CFC） 208
4.5.1 連續功能圖編程語言結構 208
4.5.2 連接元素 211
4.5.3 CFC的組態 219
4.5.4 應用舉例 220
第5章 指令系統 222
5.1 位邏輯指令 222
5.1.1 基本位邏輯指令 223
5.1.2 置位優先與複位優先觸發器指令 229
5.1.3 邊沿檢測指令 233
5.2 定時器指令 235
5.3 計數器指令 240
5.4 數據處理指令 245
5.4.1 選擇操作指令 245
5.4.2 比較指令 250
5.4.3 移位指令 254
5.5 運算指令 261
5.5.1 賦值指令 261
5.5.2 算術運算指令 261
5.5.3 數學運算指令 266
5.5.4 地址運算指令 272
5.6 數據轉換指令 275
第6章 基礎編程 284
6.1 基本編程操作 284
6.1.1 啟動CODESYS 284
6.1.2 PLC程序文件的建立 286
6.2 通信參數設置 290
6.3 程序下載/讀取 292
6.3.1 編譯 292
6.3.2 登錄及下載 293
6.3.3 在線監視 296
6.4 程序調試 299
6.4.1 複位功能 299
6.4.2 調試工具 301
6.5 仿真 304
6.6 PLC腳本功能 306
6.7 程序隱含檢查功能 308
第7章 可視化界面創建及應用 312
7.1 可視化界面 313
7.2 基本操作 314
7.2.1 創建可視化界面 314
7.2.2 添加工具 315
7.2.3 對齊工具 315
7.2.4 刪除工具 315
7.3 工具 316
7.3.1 基本工具 316
7.3.2 通用控制工具 320
7.3.3 測量控制 331
7.3.4 燈/開關/位圖 336
7.3.5 特殊控制 338
7.3.6 報警管理 344
7.4 完整視圖的建立及編輯 349
第8章 控制系統工程實例 356
8.1 實用工程實例 356
8.1.1 電機正、反轉運行 356
8.1.2 電機Y-D起動控制 363
8.1.3 旋轉分度台正、反轉控制 370
8.1.4 交通燈信號控制程序 378
8.1.5 停車場管理 382
8.2 模擬量閉環控制 385
8.2.1 模擬量閉環控制系統 385
8.2.2 閉環控制的主要性能指標 387
8.2.3 CODESYS的閉環控制功能 387
8.2.4 使用CODESYS實現閉環控制 388
8.2.5 模擬量輸入數據整定 390
8.2.6 模擬量輸出數據整定 393
8.2.7 輸入數據濾波 394
8.3 數字PID控制器 401
8.3.1 PID控制原理 402
8.3.2 標準PID控制器 404
8.3.3 固定採樣頻率的PID控制器 406
8.3.4 PD控制器 407
8.3.5 積分分離控制器 409
8.3.6 帶死區的PID控制器 410
8.3.7 PID參數整定 412
8.3.8 簡易壓緊機的控制實例 413
第9章 工業現場總線技術 422
9.1 通信技術基礎 423
9.1.1 通信系統的結構 423
9.1.2 數據傳輸方式 424
9.1.3 數據傳送介質 429
9.2 串行通信基礎及協議標準 436
9.2.1 基本概述 436
9.2.2 串口通信接口標準 439
9.3 工業現場總線 442
9.3.1 現場總線技術 443
9.3.2 現場總線的特點 444
9.3.3 IEC 61158標準 448
9.3.4 FCS與DCS的基本要點和區別 452
9.3.5 現場總線的發展歷程和發展現狀 454
9.4 工業以太網 457
9.4.1 TCP/IP 458
9.4.2 TCP/IP的工作方式 460
9.4.3 IEEE 802通信標準 463
9.4.4 工業控制網絡的拓撲結構 466
9.5 CANopen通信 472
9.5.1 運行原理 472
9.5.2 CANopen物理層 485
9.5.3 PDO通信示例 488
9.5.4 SDO通信示例 496
9.6 EtherCAT網絡基礎 500
9.6.1 EtherCAT物理層 500
9.6.2 EtherCAT硬件組成 505
9.6.3 EtherCAT運行原理 506
9.6.4 EtherCAT通信模式 516
9.6.5 EtherCAT狀態機 521
9.6.6 EtherCAT伺服驅動器控制應用協議 523
9.6.7 EtherCAT主從站通信配置示例 534
9.7 PROFINET網絡基礎 540
9.7.1 PROFINET物理層 541
9.7.2 PROFINET 546
9.7.3 PROFINET協議架構 549
9.7.4 同步實時通信 554
9.7.5 PROFINET主從站通信配置 559
9.8 EtherNet/IP網絡基礎 566
9.8.1 EtherNet/IP物理層 567
9.8.2 EtherNet/IP運行原理 573
9.8.3 EtherNet/IP網絡性能指標 580
9.8.4 EtherNet/IP通信配置 581
附錄A 指令與快捷鍵 588
附錄B CODESYS V3新特性 596
參考文獻 607
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